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摘 要： 介绍光网络虚拟化的概念与存在的挑战，描述光网络虚拟化的新构架，并且提出基于Web Service的虚拟化光网络管理技术。
关键词： 光网络；虚拟化；Web Service
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1210008－01
0 引言
随着光网络业务的持续快速增长，对网络带宽的需求变得越来越高，同时由于光网络业务流量和流向的不确定性，对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。近些年出现的云计算、HD/UHD video、HDTV以及欧洲的LHC项目等，加速了光网络的发展。
由于这些应用大多是基于网络的，用户遍布在全球各地，所以网络运营商无法为每项应用都配置专用网。因此，如何部署一套高速、高带宽动态的光网络基础设施，用来支撑这些应用，并且在保留自身拥有权的前提下，向用户提供这些网络资源调用的接口以及使用规则，是目前的当务之急和未来的主要研究方向。这样一来，各地的终端用户就可以在一定的时间内取得这些网络资源的使用权，并用以支持自己所需的网络服务。
1 光网络虚拟化定义与存在的挑战
1.1 光网络虚拟化定义
首先，给出光网络虚拟化的定义：一个虚拟化的光网络是由一系列互相连接的虚拟光节点组成的，这些节点有一个共同的管理架构。光节点的虚拟化需要经过先抽象，再分离或者聚合的过程。接下来我们一个个作简单的介绍：
1.1.1 抽象
抽象就是使得物理设施的提供者（这里我们指的是光网络的物理设施提供者）能够隐藏他们物理设施的具体技术细节，将这些设施以一系列属性、功能和特点的形式呈现出来。这不光在光网络虚拟化中是关键机制，在其它应用中也同样适用。
1.1.2 分离
分离是将物理资源抽象的分离为多个独立的部分，每个部分具有和实际物理资源相同的功能。
1.1.3 聚合
聚合是指将多个互相连接的物理资源聚合为一个虚拟资源。
1.2 光网络虚拟化存在的挑战
目前为止，2层和3层的虚拟化已经有了完整的定义，并且已经有了广泛应用的商业化解决方案。例如VPN与VLAN技术。这两项技术都利用了2层和3层网络本身数字化的特性。与2层和3层网络虚拟化不同，光网络资源与传输模式有自身的物理特性限制。比如区别于其他网络的光网络物理层损耗。由于光信号传输本身的特性，色散、偏振模色散以及增益抖动等各种物理层光信道损伤的累积无法避免。这在进行光网络虚拟化的过程中，需要特别注意考虑。
2 一种新型的光网络虚拟化架构
如图1所示，将光网络划分为4层：
物理层：由光网络资源组成，可能属于同一个基础设施供应商，也可能分属多个不同的基础设施供应商。
物理控制与管理层：包括每个物理网络的控制和管理工具。通过此层，可以将物理层的资源和功能暴露给光虚拟化层，以便进行虚拟化。进而，光虚拟化层可以通过这层来访问、监视、控制物理层资源。同时，也屏蔽了底层的技术细节。
光虚拟化层：这是整个构架中最关键的一环，通过分离、聚合网络资源并且将它们互相连接起来，以达到创建和监控虚拟网络的目的。这一层还提供网络中虚拟资源的控制与管理。另外还需注意，光虚拟化层需要有整合物理控制与管理层功能的能力。并且基础设施供应商需要完全的向光虚拟化层开放设备的访问与控制权。
虚拟光网络控制与管理层：这一层为具体的应用或者终端用户提供虚拟网络控制与管理功能。
3 基于Web Service（WS）的虚拟化光网络管理
在上一节中，我们已经介绍了新的四层光网络虚拟化结构，那么如何使得终端用户能够简便、快速的使用虚拟化的成果，这里我们推荐引入Web Service这一技术。
简单的说，Web Service=XML+WSDL+SOAP+UDDI。在WS的体系中，XML是一种灵活的可扩展数据传输格式；WSDL是一种XML格式的服务接口描述；SOAP是客户端与WS服务器端之间的通信协议；UDDI则是一套适用于WS的注册与发布标准。这里我们可以将光网络虚拟化的结果按照XML封装，用WSDL进行描述，遵循UDDI标准注册与发布在网络上，就可以通过SOAP协议与客户端之间进行交互。
有了这样一套完整的体系，服务提供者们将可以把虚拟化的光网络资源通过Web服务的形式提供给终端用户。而这些用户也不必关心具体的实施细节，他们看到的只是一些界面友好的、操作性极强的Web页面。这样一种新型光网络管理模式产生了，拥有权和使用权实现了分离，使用权以服务的形式提供，并且可供灵活的调用。
4 结束语
本文介绍了光网络虚拟化的概念与存在的挑战，描述了光网络虚拟化的新构架，并且提出了基于Web Service的虚拟化光网络管理技术。这样的构想，借助于因特网，将可以很好的实现构建光网络资源及服务的分布式应用。未来的不需要额外客户端支持，无视防火墙，以及不同平台的光网络Webservice
必将成为下一代智能化光网络的潮流与代名词。
参考文献：
[1]1. Wu， et aI.， Layer 1 Virtual Private Network Management by Users， IEEE Comm. Magazine， Vol. 44， No. 12， pp. 86-93， Dec. 2006.
[2]E. Grasa， et aI.， UCLPv2： A Network Virtualization Framework Built on Web Services， IEEE Comm. Magazine， Vol. 46， No.3， pp. 126-133，March 2008.
[3]E. Grasa， et aI.， Extending the Argia Software with A Dynamic Optical Multicast Service to Support High Performance Digital Media， Optical Switching and Networking， Vol. 6， No.2， pp. 120-128， April 2009.
[4]O. Cherkaoui， and E. Halima， Network Virtualization Under
关键词： 光网络；虚拟化；Web Service
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1210008－01
0 引言
随着光网络业务的持续快速增长，对网络带宽的需求变得越来越高，同时由于光网络业务流量和流向的不确定性，对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。近些年出现的云计算、HD/UHD video、HDTV以及欧洲的LHC项目等，加速了光网络的发展。
由于这些应用大多是基于网络的，用户遍布在全球各地，所以网络运营商无法为每项应用都配置专用网。因此，如何部署一套高速、高带宽动态的光网络基础设施，用来支撑这些应用，并且在保留自身拥有权的前提下，向用户提供这些网络资源调用的接口以及使用规则，是目前的当务之急和未来的主要研究方向。这样一来，各地的终端用户就可以在一定的时间内取得这些网络资源的使用权，并用以支持自己所需的网络服务。
1 光网络虚拟化定义与存在的挑战
1.1 光网络虚拟化定义
首先，给出光网络虚拟化的定义：一个虚拟化的光网络是由一系列互相连接的虚拟光节点组成的，这些节点有一个共同的管理架构。光节点的虚拟化需要经过先抽象，再分离或者聚合的过程。接下来我们一个个作简单的介绍：
1.1.1 抽象
抽象就是使得物理设施的提供者（这里我们指的是光网络的物理设施提供者）能够隐藏他们物理设施的具体技术细节，将这些设施以一系列属性、功能和特点的形式呈现出来。这不光在光网络虚拟化中是关键机制，在其它应用中也同样适用。
1.1.2 分离
分离是将物理资源抽象的分离为多个独立的部分，每个部分具有和实际物理资源相同的功能。
1.1.3 聚合
聚合是指将多个互相连接的物理资源聚合为一个虚拟资源。
1.2 光网络虚拟化存在的挑战
目前为止，2层和3层的虚拟化已经有了完整的定义，并且已经有了广泛应用的商业化解决方案。例如VPN与VLAN技术。这两项技术都利用了2层和3层网络本身数字化的特性。与2层和3层网络虚拟化不同，光网络资源与传输模式有自身的物理特性限制。比如区别于其他网络的光网络物理层损耗。由于光信号传输本身的特性，色散、偏振模色散以及增益抖动等各种物理层光信道损伤的累积无法避免。这在进行光网络虚拟化的过程中，需要特别注意考虑。
2 一种新型的光网络虚拟化架构
如图1所示，将光网络划分为4层：
物理层：由光网络资源组成，可能属于同一个基础设施供应商，也可能分属多个不同的基础设施供应商。
物理控制与管理层：包括每个物理网络的控制和管理工具。通过此层，可以将物理层的资源和功能暴露给光虚拟化层，以便进行虚拟化。进而，光虚拟化层可以通过这层来访问、监视、控制物理层资源。同时，也屏蔽了底层的技术细节。
光虚拟化层：这是整个构架中最关键的一环，通过分离、聚合网络资源并且将它们互相连接起来，以达到创建和监控虚拟网络的目的。这一层还提供网络中虚拟资源的控制与管理。另外还需注意，光虚拟化层需要有整合物理控制与管理层功能的能力。并且基础设施供应商需要完全的向光虚拟化层开放设备的访问与控制权。
虚拟光网络控制与管理层：这一层为具体的应用或者终端用户提供虚拟网络控制与管理功能。
3 基于Web Service（WS）的虚拟化光网络管理
在上一节中，我们已经介绍了新的四层光网络虚拟化结构，那么如何使得终端用户能够简便、快速的使用虚拟化的成果，这里我们推荐引入Web Service这一技术。
简单的说，Web Service=XML+WSDL+SOAP+UDDI。在WS的体系中，XML是一种灵活的可扩展数据传输格式；WSDL是一种XML格式的服务接口描述；SOAP是客户端与WS服务器端之间的通信协议；UDDI则是一套适用于WS的注册与发布标准。这里我们可以将光网络虚拟化的结果按照XML封装，用WSDL进行描述，遵循UDDI标准注册与发布在网络上，就可以通过SOAP协议与客户端之间进行交互。
有了这样一套完整的体系，服务提供者们将可以把虚拟化的光网络资源通过Web服务的形式提供给终端用户。而这些用户也不必关心具体的实施细节，他们看到的只是一些界面友好的、操作性极强的Web页面。这样一种新型光网络管理模式产生了，拥有权和使用权实现了分离，使用权以服务的形式提供，并且可供灵活的调用。
4 结束语
本文介绍了光网络虚拟化的概念与存在的挑战，描述了光网络虚拟化的新构架，并且提出了基于Web Service的虚拟化光网络管理技术。这样的构想，借助于因特网，将可以很好的实现构建光网络资源及服务的分布式应用。未来的不需要额外客户端支持，无视防火墙，以及不同平台的光网络Webservice
必将成为下一代智能化光网络的潮流与代名词。
参考文献：
[1]1. Wu， et aI.， Layer 1 Virtual Private Network Management by Users， IEEE Comm. Magazine， Vol. 44， No. 12， pp. 86-93， Dec. 2006.
[2]E. Grasa， et aI.， UCLPv2： A Network Virtualization Framework Built on Web Services， IEEE Comm. Magazine， Vol. 46， No.3， pp. 126-133，March 2008.
[3]E. Grasa， et aI.， Extending the Argia Software with A Dynamic Optical Multicast Service to Support High Performance Digital Media， Optical Switching and Networking， Vol. 6， No.2， pp. 120-128， April 2009.
[4]O. Cherkaoui， and E. Halima， Network Virtualization Under